《通信概論》課件 任務(wù)2 VR下的世界杯足球賽

項(xiàng)目五5G技術(shù)任務(wù)2VR下的世界杯足球賽EMBB下的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用一5G新技術(shù)的選擇二學(xué)習(xí)內(nèi)容通信概論EMBB下的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用一通信概論

eMBB(EnhanceMobileBroadband)，增強(qiáng)移動(dòng)寬帶，是指在現(xiàn)有移動(dòng)寬帶業(yè)務(wù)場景的基礎(chǔ)上，對(duì)于用戶體驗(yàn)等性能的進(jìn)一步提升

。eMBB典型應(yīng)用包括超高清視頻、虛擬現(xiàn)實(shí)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)等。這類場景首先對(duì)帶寬要求極高，關(guān)鍵的性能指標(biāo)包括100Mbps用戶體驗(yàn)速率（熱點(diǎn)場景可達(dá)1Gbps）、數(shù)十Gbps峰值速率、每平方公里數(shù)十Tbps的流量密度、每小時(shí)500km以上的移動(dòng)性等。其次，涉及到交互類操作的應(yīng)用還對(duì)時(shí)延敏感，例如虛擬現(xiàn)實(shí)沉浸體驗(yàn)對(duì)時(shí)延要求在十毫秒量級(jí)。為了保障通信，俄羅斯運(yùn)營商在11個(gè)比賽場地部署了大量的MassiveMIMO天線，這是目前歐洲最大規(guī)模的MassiveMIMO部署。EMBB下的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用

俄羅斯世界杯首次采用了VAR，即視頻助理裁判系統(tǒng)。在法國隊(duì)和澳大利亞的比賽中，下半場法國前鋒格里茲曼接博格巴直塞后在澳大利亞禁區(qū)內(nèi)與澳大利亞右后衛(wèi)里斯登接觸后倒地，當(dāng)值主裁第一時(shí)間并未判罰點(diǎn)球。這時(shí)，所有球員走到場邊，與喀山體育場內(nèi)四萬多名觀眾通過現(xiàn)場的大屏幕共同觀看了爭議場景的回放以及VAR的裁決結(jié)果，主裁判庫尼亞據(jù)此判給了法國隊(duì)點(diǎn)球。1.高速率、低時(shí)延的VAR系統(tǒng)它在賽場周圍架設(shè)了35臺(tái)8K高清攝像機(jī)，并通過光纖和無線網(wǎng)絡(luò)連接到總控室。大家在觀看球賽時(shí)，會(huì)看到裁判有時(shí)把手放在耳邊，這就可能是在跟VAR溝通，這個(gè)信息溝通過程是通過無線網(wǎng)絡(luò)傳播的。VAR部署VAR的總控室并非設(shè)置在賽場，而是集中在莫斯科的一間辦公室，顯然，它需要可靠的、高速率的、低時(shí)延的通信網(wǎng)絡(luò)來實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離實(shí)時(shí)傳輸。

在每個(gè)足球場上安裝多個(gè)360度高清攝像頭，4K視頻通過5G基站傳輸?shù)皆囼?yàn)區(qū)的5GCPE終端，再通過WiFi網(wǎng)絡(luò)分發(fā)給多個(gè)VR頭盔，讓戴上VR頭盔的體驗(yàn)者沉浸式觀看比賽，如親臨現(xiàn)場一般。5GVR被認(rèn)為是5G殺手锏應(yīng)用之一，其體現(xiàn)了5G網(wǎng)絡(luò)高速率、低時(shí)延服務(wù)。5GVR體驗(yàn)

遠(yuǎn)程移動(dòng)車輛。這是莫斯科市政府與莫斯科最大的出租車公司Yandex的合作計(jì)劃，當(dāng)Yandex出租車停車不規(guī)范，未停在停車位內(nèi)時(shí)，該公司可以通過網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程遙控車輛，使之正確的停在停車位內(nèi)。EPTS，即電子追蹤系統(tǒng)，其通過球場內(nèi)的追蹤攝像機(jī)、通過球員球衣上的帶有GPS的MEMS記錄心率等收集數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳送給球隊(duì)的分析師和醫(yī)療團(tuán)隊(duì)，通過平板電腦實(shí)時(shí)了解和統(tǒng)計(jì)球員的位置、傳球、速度、身體狀況等數(shù)據(jù)。豐富的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用

俄羅斯世界杯采用阿迪達(dá)斯的全新比賽用球Telstar18，Telstar18內(nèi)嵌NFC芯片，當(dāng)帶有NFC功能的智能手機(jī)與Telstar18連接后，可讀取關(guān)于比賽的各種資訊與數(shù)據(jù)，球員還可以將數(shù)據(jù)上傳，與全世界的足球同好一起分享。豐富的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用5G新技術(shù)的選擇二通信概論5G時(shí)代，小區(qū)越來越密集，對(duì)容量、耗能和業(yè)務(wù)的需求越來越高。提升網(wǎng)絡(luò)吞吐量的主要手段包括，提升點(diǎn)到點(diǎn)鏈路的傳輸速率、擴(kuò)展頻譜資源、高密度部署的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)；對(duì)于高速發(fā)展的數(shù)據(jù)流量和用戶對(duì)帶寬的需求，4G蜂窩網(wǎng)絡(luò)的多天線技術(shù)（8端口MU-MIMO、CoMP）很難滿足需求。在基站端采用超大規(guī)模天線陣列（比如數(shù)百個(gè)天線或更多）帶來很多的性能優(yōu)勢(shì)。這種基站采用大規(guī)模天線陣列的MU-MIMO被稱為大規(guī)模天線陣列系統(tǒng)（LargeScaleAntennaSystem，或稱為MassiveMIMO）。大規(guī)模MIMO天線集中配置的MassiveMIMO主要應(yīng)用場景有城區(qū)覆蓋、無線回傳、郊區(qū)覆蓋、局部熱點(diǎn)。其中城區(qū)覆蓋分為宏覆蓋和微覆蓋（例如高層寫字樓）兩種。無線回傳主要解決基站之間的數(shù)據(jù)傳輸問題，特別是宏站與SmallCell之間的數(shù)據(jù)傳輸問題，郊區(qū)覆蓋主要解決偏遠(yuǎn)地區(qū)的無線傳輸問題，局部熱點(diǎn)主要針對(duì)大型賽事、演唱會(huì)、商場、露天集會(huì)、交通樞紐等用戶密度高的區(qū)域?？紤]到天線尺寸、安裝等實(shí)際問題，分布式天線也有用武之地，重點(diǎn)需要考慮天線之間的協(xié)作機(jī)制及信令傳輸問題。大規(guī)模天線未來主要應(yīng)用場景可以從室外宏覆蓋、高層覆蓋、室內(nèi)覆蓋這三種主要場景劃分。大規(guī)模MIMO毫米波通常將30~300GHz的頻域(波長為1～10毫米)的電磁波稱毫米波。3GPP目前指定了兩大頻率范圍：Frequencyrange1（FR1）：就是我們通常講的6GHz以下頻段，頻率范圍：450MHz-6.0GHz，最大信道帶寬100MHz。Frequencyrange2（FR2）：就是毫米波頻段，頻率范圍：24.25GHz-52.6GHz，最大信道帶寬400MHz。全新5G技術(shù)正首次將頻率大于24GHz以上頻段（通常稱為毫米波）應(yīng)用于移動(dòng)寬帶通信。大量可用的高頻段頻譜可提供極致數(shù)據(jù)傳輸速度和容量，這將重塑移動(dòng)體驗(yàn)。但毫米波的利用并非易事，使用毫米波頻段傳輸更容易造成路徑受阻與損耗（信號(hào)衍射能力有限）。通常情況下，毫米波頻段傳輸?shù)男盘?hào)甚至無法穿透墻體，此外，它還面臨著波形和能量消耗等問題。頻譜共享用共享頻譜和非授權(quán)頻譜，可將5G擴(kuò)展到多個(gè)維度，實(shí)現(xiàn)更大容量、使用更多頻譜、支持新的部署場景。這不僅將使擁有授權(quán)頻譜的移動(dòng)運(yùn)營商受益，而且會(huì)為沒有授權(quán)頻譜的廠商創(chuàng)造機(jī)會(huì)，如有線運(yùn)營商、企業(yè)和物聯(lián)網(wǎng)垂直行業(yè)，使他們能夠充分利用5GNR技術(shù)。5GNR原生地支持所有頻譜類型，并通過前向兼容靈活地利用全新的頻譜共享模式。先進(jìn)的信道編碼設(shè)計(jì)信道編碼的效果是有極限的，香農(nóng)定理所指出的編碼極限。在GSM系統(tǒng)中，采用了卷積以及交織等信道編碼方式，離編碼極限還有一段距離。到了WCDMA系統(tǒng)，引入了Turbo編碼，實(shí)現(xiàn)了性能的大躍進(jìn)，非常接近了編碼極限。由于Turbo編碼性能優(yōu)異，因此LTE系統(tǒng)中也繼續(xù)沿用。目前LTE網(wǎng)絡(luò)的編碼還不足以應(yīng)對(duì)未來的數(shù)據(jù)傳輸需求，因此迫切需要一種更高效的信道編碼設(shè)計(jì)，以提高數(shù)據(jù)傳輸速率，并利用更大的編碼信息塊契合移動(dòng)寬帶流量配置，同時(shí)，還要繼續(xù)提高現(xiàn)有信道編碼技術(shù)（如LTETurbo）的性能極限。到了5